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同伦等价

Homotopy equivalence

存在互为同伦逆的连续映射时,两个空间具有相同的同伦类型。

条目类型
定义

形式陈述

空间 X,Y 同伦等价,若存在连续映射 f:XYg:YX,使

gfidX,fgidY.

它弱于同胚,但保持基本群、同调群等同伦不变量。

直觉

同伦等价允许两个映射互为“连续可逆到变形意义”,所以可把树枝、厚度等可收缩附属部分压掉。它保留所有同伦不变量,却不要求点一一对应,也不保留局部维数或边界形状。构造时必须同时给出两个方向的映射及两条复合同伦,仅有同调群相同远远不够。

例子与边界

圆环与其中轴圆同伦等价但不同胚。单点与任意可缩空间同伦等价。互为同伦逆不要求逐点互逆。

圆周与两个圆的楔和都满足 Euler 示性数为零,但其基本群分别是 Z 与自由群 F2,所以它们不同伦等价。这个例子说明,一个数值不变量相同只能排除某些差异,不能反向完成分类。互为同伦逆也只要求复合映射同伦于恒等映射,不要求逐点互逆。

推论与应用

同伦把复合映射放宽到恒等映射的变形,形成同伦等价;形变收缩给出最具体的实例。基本群同调上同调都由其保持。CW 复形中,弱同伦等价在 Whitehead 条件下还能提升为同伦等价。

参考资料
关系图谱10 个相邻概念 · 1 类关系

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